KR20000068967A - 내연기관용 점화 장치의 점화각 결정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구성된 노킹 조절 시스템(KR)을 통하여 내연기관용 점화 장치내에서 점화각을 결정하는 방법에 관한 것으로서, 기준 점화각(ZWGRU)은 저장된 특성 그래프(ZWGRU = f(KF))에 따라 소정의 작동 변수에 기초하여 결정된다. 노킹 조절 시스템은 노킹(KL) 발생후에 기준 점화각 이후의 노킹 조절 점화각(ZW(KR))을 결정하며, 노킹이 없는 연소인 경우에 노킹 조절 점화각(ZW(KR))은 점점 더 일찍 발생되도록 변화된다. 또한 작동 변수 및/또는 운전자가 필요로 하는 요구사항에 기초하여 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)을 결정하는 회전 모멘트 인터페이스(MD)가 구성되며, 그리고 이때 노킹 조절 점화각(ZW(KR))은 제어장치에 의해 가능한 앞서서 발생된 점화각에 해당한다.

Description

내연기관용 점화 장치의 점화각 결정 방법{Method for determining the advance ignition angle in internal combustion engine ignition systems}
보쉬의 기술정보지인, 조합된 점화 및 가솔린 분사 시스템 모터기술(1987722011, KH/VDT-09.85-DE)에 따르면, 점화 제어량을 결정하기 위한 방법을 포함하는 제어장치가 공지되어 있다. 여기서 제어장치는 두가지 점화과정 사이에서 부하 및 회전수, 온도, 스로틀 노킹 위치 정보로부터, 폐쇄각, 점화각, 점화시점과 같은 제어량을 결정한다. 여기서 제어량은 저장된 특성 그래프에 기록되며, 점화각의 결정을 위한 특성 그래프는 엔진 테스트를 통하여 결정된다. 차량에서 이 특성 그래프는, 그후 연료소비, 배기 및 주행상태와 같은 소정의 조건에 따라 최적화된 후 기록된다. 그후 점화각은 실질적인 작동 변수에 따라서, 특성 그래프로서 실시되며 상이한 구동 조건에 적용된다. 그리하여 예를 들어 공회전시, 부분 부하 영역에서 주행상태와 연료소비가 전개되어 있는 상태 동안에, 점화는 바람직한 배기가스값, 완전한 순환, 낮은 소비량을 나타낸다. 점화각에 따라 엔진의 작동상태에 대하여 엔진의 특정 요구조건을 개별로 적용할 수 있다. 여기서 모멘트 인터페이스에 의한 작용을 통하여 구체적인 요구사항에 따라 내연기관의 회전 모멘트에 대해 적용된다. 또한 점화 제어시, 노킹 조절 시스템이 구성되는 것으로 알려져 있으며, 이 시스템은 점화각을 노킹이 발생된 후에 늦게 설정되며, 이후에 노킹이 많아지면, 점진적으로 특성 그래프 점화각에 반환된다. 이로써 내연기관의 노킹 구동이 방지되며, 이로서 내연기관의 평균 수명이 실질적으로 향상된다.
본 발명은 내연기관에서 사이클을 이루는 왕복동 장치의 제어량을 결정하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되며 이하의 설명에서 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 프로세스를 실시하기 위한 각각의 프로세스 단계를 프로그램 진행도에 따라 도시한 도면.
도 2는 상이한 점화각에 대한 점화각-시간 그래프.
내연기관의 점화 장치에서 본 발명에 따른 점화각 결정 방법은, 점화각 결정시 점화각의 최적화를 통하여 임계 회전 모멘트에 노킹 조절 시스템이 조합될 수 있는 장점을 갖는다. 여기서 노킹 조절 시스템의 조기 설정과 적용은, 회전 모멘트 인터페이스에서 점화각이 감소할 때, 출력된 점화각이 노킹 조절 시스템을 통해서가 아니라 모멘트 인터페이스에 의해 결정되기 때문에 중단된다. 이로써 또한 구성된 노킹 조절 시스템과 점화각의 회전 모멘트 최적화시 내연기관의 가능한 노킹이 없는 구동이 보장된다.
종속항에 기재된 방법을 통하여 본 발명에 따른 방법의 바람직한 다른 형태와 개선이 이루어진다.
그리하여 최후 점화각은 바람직하게는 작동 변수에 따라서 특성 그래프로부터 실시된다. 이때 최후 점화각은 특성 그래프에서 유용하게 결정되거나 시스템에 따라 결정된다.
도 1은 본 발명에 따른 회전 모멘트 최적 노킹 조절 시스템의 개별 프로세스 단계를 도시한 도면이며, 이 시스템은 각각의 실린더에서 실시되며, 이때 제 1 프로세스 단계(10)는 회전수(n), 온도(T), 압력(p)과 같은 작동 변수에 따라 저장된 특성 그래프(KF)에 의해 결정되며, 그결과 기준 점화각(ZWGRU)은 특성 그래프(KF)의 함수에 해당한다. 노킹 조절 시스템(KR)으로 도시된 작동 단계(11)에서, 노킹(KL)이 인식되면, 연소 후에 보정값(ΔZW-KR)이 결정되며, 그후 이 값은 작동 단계(12)에 기준 점화각(ZWGRU)으로 합산되며, 이로써 노킹 조절 점화각(ZW(KR)=ZWGRU+ΔZW-KR)이 산출된다. 이 합산된 기준 점화각의 보정값은 노킹 조절 시스템에서 점화각의 차후 유도를 발생시키며 노킹 한계에 의해 제한된다.
이 노킹 조절 점화각(ZW(KR))은 한편으로 모멘트 인터페이스(MD)에 의해 제한 단계(13)에 안내되며 다른 한편으로는 제한 단계(13)에 직접 안내된다. 모멘트 인터페이스는 노킹이 발생되었는지에 상관없이 활동 구동 조건과 운전자가 필요로 하는 요구사항, 예를 들어 최대 부하에 관계없이 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)을 결정하는 조건을 나타낸다. 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)은 또한 노킹 조절 시스템(ZW(KR))으로부터 제한 단계(13)에 안내된다. 이 제한 단계(13)는 허용된 폭으로 가장 최근의 연소에 대해 점화각을 한정하며, 제한 단계(13)에는 또한 이외에 작동 단계(14)에서 결정된 차후 허용 점화각(ZWspae)이 안내된다. 이 차후 허용 점화각(ZWspae)은 여기서 예를 들어 소정의 임계 배기 온도로부터 얻어진다. 이에 덧붙여 이 차후 허용 점화각(ZWspae)은 추가의 특성 그래프로부터 활동 작동 변수에 따라 유도된다. 조기 허용 점화각은 회전 모멘트 인터페이스로부터 결정된 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)에 해당한다. 이로써 제한 단계(13)는 조기 허용 점화각과 차후 허용 점화각을 가지며, 출력하고자 하는 점화각은 이들의 제한 내에 있게 된다.
다음으로, 작동 단계(15)에서는 상기와 같이 결정된 점화각이 출력되며, 이어서 판단 단계(16)에서 연소과정에서 노킹(KL)이 발생되었는지를 판단한다. 이 경우에, "예"-출력이 판단 단계(17)에 안내되면, 점화각의 차후 유도의 필요성은 노킹 조절 시스템(11)에 추가로 전도되며, 그후 상술한 바와 같이, 상응하는 보정값이 이 실린더내에서 가장 최근의 연소에 대해 결정된다. 노킹이 발생되지 않으면, 판단 단계(16)의 "아니오"-출력은 판단 단계(17)에 안내된다. 판단 단계(17)에서 회전 모멘트 최적 점화각이 노킹 조절 시스템(ZW(KR))의 점화각보다 더 늦는지가 시험된다. 이 경우에, 즉 모멘트 인터페이스(MD)가 회전 모멘트를 감소시키고 회전 모멘트 최적 점화각을 노킹 조절 시스템으로부터 보다 늦게 설정된 경우에, 판단 단계(17)의 "예"-출력이 작동 단계(18)에 안내되며, 보정값(ΔZW-KR)의 점진적인 감소를 통하여 형성되는 노킹 조절 점화각(ZW(KR))의 조기 설정이 중단된다. 이것은 현재의 보정값(ΔZW-KR)이 조기 설정의 중단에 상응하게 유지되고 있음을 의미한다. 판단 단계(17)에서 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 노킹 조절 시스템(ZW(KR))의 점화각보다 더 늦는 것으로 확인되면, 그후 판단 단계(17)의 "아니오"-출력이 작동 단계(19)에 안내되며, 노킹 조절 점화각의 점진적인 반송이 특성 그래프 점화각에 인가된다.
도 2에는 상이한 점화각이 시간에 대하여 도시된다. 시점(t0)에 대하여 제어장치에서 기준 점화각(ZWGRU)과 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 결정된다. 시점(t0)에 대하여 노킹(KL)이 발생되지 않는다면, 기준 점화각이 노킹 제어 시스템의 보정값으로서 보정되지 않고, 다른 출력값(ΔZW-KR=0)이 보정된다. 필요에 따라, 회전 모멘트 최적 점화각이 제한된 폭내에서 조기 및 차후 허용 점화각으로 할당되면, 시간 변화(to--〉 t1)에 있어서 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 점화각으로서 상응하는 실린더에 출력된다. 시점(t1)에서 실린더내에 노킹(KL)이 발생하며, 이때문에 기준 점화각은 노킹 조절 조건하의 보정값(ΔZW-KR)에 추가로 보정된다. 상기와 같이 결정된 노킹 조절 점화각(ZW(KR))이 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)보다 더 늦기 때문에 시점(t1)에 대해 가장 먼저 이 노킹 조절 점화각이 출력된다. 상기와 같이 생성된 점화각의 차후 유도후에 점화각은 소정의 수에 따라 노킹이 없는 연소시 시점(t2)을 향하여 점점 더 일찍 기준 점화각으로 변화된다. 이것은 노킹에 따라 결정된 보정값(ΔZW-KR)이 점점 감소되도록 형성된다. 시점(t3)에 있어서 노킹 조절 점화각(ZW(KR))은 상사점(OT)을 고려하여 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)보다 더 앞에 놓이며, 그결과 시점(t3)에 다시 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 출력된다. 노킹 조절 점화각의 조기 설정이 중단되며, 다시 말해서 보정값(ΔZW-KR)은 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 노킹 조절 점화각보다 더 늦을 때 추가로 감소되지 않는다. 시점(t4)에 대해 예를 들어 내연기관에 요구조건의 변화가 발생되면, 그리고 상기 회전 모멘트 최적 점화각(ΔZW-KR)에 대해 더 앞서며 또한 노킹 조절 점화각(ZW(KR))보다 앞서는 새로운 회전 모멘트 최적 점화각(ΔZW-KR)이 결정되면, 그후 이 노킹 조절 점화각(ZW(KR))이 출력되며 동시에 조기 설정이 진행된다. 시점(t5)에 대해 회전 모멘트 최적 점화각으로부터 노킹 조절 점화각이 다시 변환되며, 그 결과 조기 설정이 다시 중단되고 회전 모멘트 최적 점화각이 출력된다.
출력된 회전 모멘트 인터페이스의 점화각이 노킹 조절 시스템(ZW(KR))의 점화각보다 더 늦거나 이른지를 평가하므로써, 발생된 노킹이 회전 모멘트 최적화에 기초하여 발생되는지를 가능한 매우 정확하게 판단한다. 이로써 또한 개선된 내연기관의 노킹 방지가 가능하다.
근본적으로는, 노킹 조절 점화각의 출력과, 회전 모멘트 최적 점화각이 노킹 조절 시스템에서 결정된 점화각보다 늦을 때 이 회전 모멘트 최적 점화각의 출력을 결정하는 것이다.

Claims (6)

  1. 구성된 노킹 조절 시스템(KR)을 통한 내연기관용 점화 장치의 점화각 결정 방법에 있어서,
    기준 점화각(ZWGRU)은 저장된 특성 그래프(ZWGRU = f(KF))에 따라 소정의 작동 변수에 기초하여 결정되며,
    노킹 조절 시스템은 노킹(KL)이 발생된 후에 기준 점화각(ZWGRU) 이후의 노킹 조절 점화각(ZW(KR))을 결정하며,
    노킹이 없는 연소인 경우에, 노킹 조절 점화각(ZW(KR))은 작동 변수 또는 운전자가 필요로 하는 요구사항에 기초하여 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)을 결정하는 회전 모멘트 인터페이스(MD)를 통하여 점점 더 일찍 발생되도록 변화되며,
    노킹 조절 점화각(ZW(KR))은 제어장치에 의해, 가장 먼저 발생된 점화각에 해당하며,
    노킹 조절 점화각(ZW(KR))의 조기 설정은, 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 노킹 조절 점화각(ZW(KR))보다 더 늦을 때, 노킹이 없는 연소후에 중단되는 점화각 결정 방법.
  2. 제 1 항 있어서, 상기 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 노킹 조절 점화각(ZW(KR))보다 더 늦을 때, 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 출력되는 것을 특징으로 하는 점화각 결정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 노킹 조절 점화각(ZW(KR))은 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)과 비교되는 것을 특징으로 하는 점화각 결정 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노킹 종료된 연소후의 기준 점화각(ZWGRU)의 차후 설정은 노킹 조절 점화각(ZW(KR))을 형성하기 위해서 노킹 조절 시스템에 의해 결정된 보정값(ΔZW-KR)이 기준 점화각(ZWGRU)에 합산되는 것을 특징으로 하는 점화각 결정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 노킹 조절 점화각(ZW(KR))의 조기 설정을 위해서 보정값(ΔZW-KR)이 점점 작아지는 것을 특징으로 하는 점화각 결정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 조기 설정을 중단하기 위해서, 회전 모멘트 최적 점화각(ZW-Md)이 노킹 조절 점화각(ZW(KR))보다 늦는 동안은 보정값(ΔZW-KR)이 유지되는 것을 특징으로 하는 점화각 결정 방법.
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